4.2.2 信息智能处理的方式教学设计和教学实录

昆明三中呈贡学校（呈贡一中）电子教案

课题：信息智能处理的价值

授课教师：张一瑶

授课班级

授课类型

高一3班

理论+操作课

【知识与技能】

1、

了解信息智能处理的方式，体验智能信息处理的工具及作用；

2、

理解模式识别、自然语言理解和人工智能方面的实际应用价值。

【过程与方法】

1、

通过实践掌握智能工具处理信息的方法；

教学目标

2、

体会智能工具处理信息的基本过程。

【情感态度与价值观】

1、

在实践活动中领略智能信息处理的神奇魅力，形成对人工智能这一前沿技术的探索愿望；

2、

认识到人工智能是一门综合学科，像所有的新生事物一样，需要更多人为之投入与付出，明白自己作为一名学生下一步努力的方向是什么。

《信息智能处理的价值》是广东教育出版社第四章第二节的内容，这本教材出版于2004年，距今已有14年，教材中所使用的例子“英国虚拟主播安娜”、“ELIZA”等内容已经随着时间的流逝失去了作用，再加上近几年“智能”发展迅猛，更新换代迅速，所以教材中这一节的内容往往只能借鉴而不能全部照搬使用。

教材分析

随着信息技术的不断发展，人类自然会涉及到智能信息处理这一前沿技术，它是人工智能在日常应用中的体现。现在的高中生有必要也有兴趣追求和学习这些技术。本节课的内容只是要求学生在使用智能信息处理工具（借助软件来模拟相关的工具）的过程中，初步体验智能信息处理的过程，对其形成一个感性的认识。并在生活中对“智能”有主动求知的能力。

这是一个“智能”随处可见的时代，上至耄耋老者，下至几岁幼童，都对智能有了一定的理解和体验。对于高一学生来说，他们已经具备了一定的计算机使用能学情分析

力，但大多数都是常用工具软件以及网络应用，对于信息智能处理工具软件的使用，可能个别学生已经具有一定的使用经验，例如翻译软件、语音输入、手写输入等，授课日期

学

时

数

2019年5月

1学时

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但是对于人工智能的发展只停留在表面的阶段，对其在实际生活中的应用并不是很清楚，更不会去思考人工智能意味着什么。

重点：模式识别的一般过程、人工智能的应用及其价值和意义

重点难点

难点：客观认识人工智能技术对社会的影响

教学方法

讲授法、讨论法

教学过程设计

师：首先，我想向大家展示一张照片，这是我爸爸与妈妈的结婚照，他们出生于60年代，至今为止已经52岁了，他们常说自己“是受到冲击最大的一代”，为什么呢？他们经历过文化大革命的动乱，经历过吃不饱穿不暖的生活，经历过繁琐的手工办公，如今又和我们一起步入这个信息化的时代。而我们是幸运的，因为我们出生在这样的一个时代，我们似乎对电子产品、对智能工具有一种天生的敏感。

课题引入

提问：而现在智能工具也逐渐走进了我们的生活，大家想想我们生活中智能工具都有哪些？

生：（回答）。

师：智能手机、智能手表、智能手环，甚至我自己因为常常忘记喝水在淘宝上也淘了一个有定时提醒功能的智能水杯……其实智能工具还有很多，那么今天我们就一起进入第四章第二节的内容——用智能工具处理信息。

师：今天我们主要介绍智能工具中的三个大类：模式识别、自然语言理解以及人工智能。

一、

模式识别

【模式识别】：是利用计算机对物体、图像、语音、字符等进教学步骤

及

主要内容

行自动识别的技术。

师：生活中哪些技术属于模式识别？

生：（回答）

师：你认为这些识别的过程或者原理是什么？

生：（回答）

【例】：语音识别、指纹识别、人脸识别、瞳孔识别、OCR

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备

注

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等。

【案例分析】：人脸识别，一般过程：样本采集→信息提取→与标准模式进行比较。

【练习】：光学识别OCR——打开桌面上的OCR文件夹，双击程序“OCR文字识别”，打开示例图片或一个网页，在桌面右下角找到对应图标，双击选取识别的区域，查看识别结果。

二、自然语言理解

【自然语言】：人类所使用的语言

【自然语言理解】：如何使计算机能够理解和生成自然语言的技术。

【例】：机器翻译、人机交流等。

【案例分析】：机器翻译——千里共婵娟——Though far apart, we are still able to share the beauty of the moon together. 师：当然，自然语言理解在发展过程中也遇到了一些瓶颈，因为人类语言表达能力实在是太丰富了，机器理解起来就会存在一定的困难。A:玩游戏吗？B:我爸爸在家。

【练习】：对话小i机器人——在浏览器中访问http://i.xiaoi.com/，与小i机器人进行对话，感受其自然语言的理解程度。

三、

人工智能（AI）

【人工智能】：

“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。——温斯顿（麻省理工）

师：2016年也叫作人工智能元年，

AI在喧嚣和质疑中一路走来，在这一年正式登上了历史的舞台。接下来我们通过两个例子共同探讨以下人工智能是如何影响我们的生活和未来。

【讨论1】：2018年双11开启仅仅12分钟，天猫就完成了第一个订单的签收；前两年，2000余万包裹→爆仓，今年天猫双11单日突破10亿单，却未出现爆仓；请你思考并分析今年双11使用了什么样的“黑科技”呢？

引入视频：《快递拣选机器人》、《钢铁侠——外骨骼机器人》

语音识别、手写识别都是学生比较熟悉的，所以在实践时引入学生不熟悉的光学识别OCR。

对话小i，增加课堂趣味性

立足当下

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【讨论2】：李开复在节目《AI·未来》中提到，在未来，部分职业会被AI取代。你认为哪些职业会消失？为什么？你认为哪些职业不会消失？为什么？

【课后思考】：AI给人类极大的工作解放后，人为什么而活着？

课后推荐：纪录片

杨澜《人工智能真的来了》

综艺节目《机智过人》

纪录片《创新中国》

短视频

李开复《AI未来》

荣获第86届奥斯卡最佳原创剧本奖电影《Her》

四、

总结

信息智能处理三大类：模式识别、自然语言理解以及人工智能。

英国作家路易斯·卡洛尔的《爱丽丝镜中奇遇记》中，红皇后对爱丽丝说：“在这个国度中，必须不停地奔跑，才能使你保持在原地。”

而我们也只有不断前行，才能不被时代淘汰，未来在于你们，因为你们是新生代的力量，也是祖国未来的希望。

最后，感恩这个风云际会的大时代，让我们有机会站在一起，见证人工智能这场新兴的科技革命如何改变世界。未来已来，你来不来？

思考未来

课堂练习

【练习1】：光学识别OCR初体验

【练习2】：对话小i机器人

小结与作业

课堂小结

信息智能处理三大类：模式识别、自然语言理解以及人工智能。

本课作业

无

本课教学后记（课堂设计理念，实际教学效果及改进设想）

《信息智能处理的价值》这个内容是广东教育出版社《信息技术》的第四章第二节内容，重点在于模式识别和自然语言理解这两个大类。但这本书出版于2004年，到今天已经14年了，在当时第

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可能看来是新兴的技术，到现在已经普及甚至称得上落伍了。所以在选择内容的时候，我仅选取了书本上的两个定义，其他则行再加工及创新。

对于模式识别和自然语言这两个内容来说，语音识别、指纹识别、面部识别、机器翻译等这些技术已经可以集成在一部小小的手机中，学生也是很熟悉的。再进行讲解和实践是没办法引起学生的兴趣的，所以教学中我选取了学生不熟悉的OCR进行实践，OCR在生活也是比较实用的。

本堂课的重点在于人工智能。作为一名老师，我认为最重要的还是教会学生思考。思考人工智能给我们带来了哪些生活的便利，这是现在。而思考现在则是为了未来，人工智能的发展对人类来说意味着什么，是造福于人类还是危害了人类？当大量的人力资源被机器人取代时，我们人类的发展在何方？也许现在的学生对这些问题还很困惑，但我希望这些问题能在他们的心中播撒一粒种子，等到适当的时候就能生根发芽。

当然，本堂课在教学过程中也存在一定的问题，首先本堂课讲解和展示的内容比较多，尽管穿插进了学生的讨论，但是动手实践还是略少，没有进行亲身体验，可能对学生理解智能方面的工具存在一定的影响。其次就是学生讨论后交流的时间略少，让一些有自己独特想法的学生没能分享自己的见解，在学生回答问题的过程中应该多加入一些引导，引导学生真正意义上的去思考人工智能带给我们的是什么。

人工智能是一门能够改变人类未来的新兴的科技革命，对学生来说，他们是未来的缔造者，对人工智能他们应该有一定的认识，同时，它就像所有的新生事物一样，需要更多人为之投入与付出。对老师来说，引导学生去发现人工智能带给人类的希望是一方面，另一方面也要引导他们去思考人工智能的发展方向和其会带来的影响，也让他们明白自己作为一名学生下一步努力的方向是什么。

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